女性锻炼过程中,常会因为乳房大幅度振动而引起乳房不适、疼痛,严重时甚至会损伤乳房组织。一般情况下,运动文胸都是采用紧身合体的设计,并由弹性材料制成,这样能为乳房提供良好支撑,减少乳房振动。当乳房振动时,文胸材料会因拉伸产生压缩而减小其振动位移,然而也会带来另一个问题,乳房的压力舒适性。不同材料和款式设计的运动文胸,会给乳房带来不同的支撑效果,如果能建立一个穿着文胸的胸部力学模型,用来预测静态或动态情况下乳房位移变化和乳房表面压力分布,将会给运动文胸产品的开发带来很大的帮助。因此,本课题旨在建立这样的一个模型。首先,通过SYMCAD三维人体扫描仪系统对常用三维女体人台进行扫描,获取相关点云数据,并利用逆向工程软件对点云数据的处理,得到了三维胸部模型的表面体,并从中剥离得到了文胸的几何模型。在进一步的处理中,利用SolidWorks软件对胸部表面体进行填充而获取了胸部的实体模型。接下来,将胸部实体模型和文胸几何模型导入到有限元分析软件ABAQUS中,并将人体组织的生物力学特性赋予给乳房,通过对文胸针织面料进行双向拉伸试测试获取的织物力学性能则被分配给文胸。另一方面,本文选用8个摄像头VICON运动捕捉系统完成了对四名穿着运动文胸受试者左乳头及周围四点的三维动态数据的采集,与此同时,还通过气囊式压力传感器对这五个点的压力进行了测量,另外,胸部关键骨骼点的动态数据也被记录,并将被赋予给动态模型的胸腔部分。本文进行了穿着文胸的胸部力学模型的静态和动态模拟,模拟得到的乳房位移、压力和实际测量结果取得了很好地一致性。静态模拟中,乳房五个测试点的静态压力平均误差为15%;动态模拟中,乳点X、Y、Z方向位移变化与实测位移变化具有很好的一致性,其中,X方向变化差异最大,亦不超过1cm,此外,除BL点动态压力误差偏大外,L1点的误差低于20%,其他三点的平均误差低于10%,从而很好地验证了本文所建立模型的可靠性。